外生的な刺激に対し細胞の健康に変化が起きると、細胞とその環境の間の関係を統治する生物学的機構に対する知識を深めることができます。そして実験結果の解釈が大きな影響を受けます。細胞毒性を理解する、そしてその影響を測定するアッセイを採用することが重要である理由を的確に示しています。
細胞毒性とは、外来物質が細胞を傷害したり死滅させたりする能力のことです。細胞毒性を測定する方法は、投与時の安全性を確立するために細胞の生存能力に対する各種薬剤の効果を決定する、またはがん細胞の標的殺傷のような細胞死が目的である場合は、治療上の有益性のある化合物を特定するために必要不可欠です。細胞の毒性を測定するアッセイは通常、サンプル内の生細胞と死細胞の数の比較・定量、あるいは、細胞集団内の細胞膜の完全性の評価を行います。さらに、T細胞が媒介する細胞毒性アッセイの開発は、薬剤とサイトカインの免疫細胞が腫瘍細胞を標的化し、破壊する効果を試験することを目的とするがん研究の活発な分野となっています。
XTTアッセイは、細胞代謝活性を測定することにより細胞毒性を評価するために使用することのできる生存能力試験の良い例です。アッセイ中、黄色のテトラゾリウム塩であるXTTは代謝活性のある細胞内のデヒドロゲナーゼ酵素のより強い色の付いたホルマザン色素に還元されます。産生されるホルマザンの量は、サンプル内の生存細胞数に比例します。アッセイ内に産生されるホルマザン色素は、水溶液に溶解性があり、波長450 nmでの吸収を分光光度計を用いて測定することにより定量できます。
細胞毒性を評価するもう1つの方法は、従来の免疫組織化学染色法またはウェスタンブロッティングにより、細胞死とアポトーシスに関連のある遺伝子の発現を測定することです。継続している細胞死の確立されたマーカーには開裂型caspase-3、Annexin-V、またミトコンドリアからのCytochrome-cの放出があります。染色プロトコールを光顕微鏡、蛍光顕微鏡、または蛍光活性化細胞選別 (FACS) による解析と組み合わせて、細胞懸濁液または調製された組織切片内の細胞集団の中にある生細胞および死細胞の数を数えることができます。
細胞毒性を測定するための適切な方法を選択することは、信頼性の高い結果を得るのに必須です。主に以下の点を検討します。アッセイは、研究対象の実験モデルに適用可能か？方法の感度と特異性はどうか？アッセイは細胞死の根本原因をアポトーシス性、または腫瘍性として判定するか？結果はどのように検出され、解釈されるか？
